CN1278923A - 在三维地震勘探中产生同距选排/同方位角选排的方法和进行反射特性变化分析的方法 - Google Patents

Abstract

说明了一种提供数据组的方法,该数据组用于进行在三维地震数据的一个窗口中的那些记录道之间的反射特性变化的分析,其中,所述那些记录道具有一个指定给它们的反射点,并且,其中,所述那些记录道代表来自具有各种方位的炮点－接收器对的那些记录.按照一个实施例,所述方法包含:给许多记录道指定一个偏移距的值;使具有一个长轴和一个短轴的、基本上是圆锥形的表面拟合于上述窗口中的所述那些记录道的数据,其中:所述圆锥的长轴代表反射特性中具有最小变化的方位指向,而所述圆锥的短轴代表反射特性中具有最大变化的方位指向;给所述表面指定一个坐标系,其中,所述坐标系与上述数据的勘探几何形状有关;并且,将上述反射特性的变化作为偏移距和方位的函数加以比较。

Description

在三维地震勘探中产生同距选排／同方位角 选排的方法和进行反射特性变化分析的方法

发明背景

本发明涉及地震信号处理领域，更具体地说，涉及三维地震信号处理领域。

在对多重数据进行传统的两维地震数据处理时，进行共中心点(“CMP”)选排。在比较选排中的那些记录道时，各记录道的偏移距(在源和接收器之间的距离)是变化的。而且，在比较一个中点的选排和另一个中点的选排时，记录道的数目与偏移距的变化基本上是相同的。所出现的绝大多数的差别是由于需要从数据组中去除明显坏的记录道。然而，对于高度重叠的数据，这样造成的空白是不明显的。

在进行三维地震分析时，由数据构成的是那些共中心点的、面元而不是那些共中心点选排，这些数据包含具有共中心点的那些记录道以及来自具有已通过的交叉线的射线记录道的各种偏移距。这样的一些面元可能具有一致的重叠，但并不存在均匀的偏移距分布。例如，如从图1中所见到的那样，我们见到了对于海底勘探的一种典型的采集几何图形，在图1中，布置了两条彼此平行接收器线RL1和RL2。按规则的间隔(SL1)垂直于接收器线安排航线。

现在参照图3，显示了来自图1和图2的勘探几何图形的九个共中心点面元(BIN1—BIN9)，在图3中，在该面元内的每一条线代表一条记录道，垂直和水平的轴线是偏移距。这里，我们看到偏移距的分布是不均匀的。这种图案取决于采集的几何图形，而且，还没有发现能够避免这种不均匀的图案。改变采集的几何图形，以便适合共中心点面元中的的偏移距分布是不切实际的。

对于某些形式的分析，所感兴趣的是记录道特性作为偏移距或反射角的函数的变化(例如，AVO，AVA，以及其它依赖于偏移距的反射率分析)。然而，如从图4中所见到的那样，我们从那里见到图3的偏移距面元之一分成多个偏移距面元OB1—OB8，偏移距不均匀到使得偏移距面元OB1仅包含一个记录道，而面元OB7包含13个记录道。当使那些偏移距面元内的记录道叠加时，这样大的变化对分析具有不利的影响。出现这种情况是由于在叠加这样不均一的次数之后，在对数据的振幅和噪声分量进行归一化时所产生的变化影响了正要研究的特性之一，即振幅的缘故。

因此，就需要一种方法，在共中心点的面元内提供均匀分布的共偏移距面元。

在对三维数据组进行振幅随偏移距变化分析(“AVO”)和振幅随入射角变化分析(“AVA”)时，常常只是以二维方式相对于偏移距来分析CMP中的振幅，并对于那个面元内的变化指定一个值或斜率。未保留方位角或指向的信息，这信息会指明所述面元内的变化趋势。因此，并未进行对于整个3D勘探的振幅变化趋势分析，并且，需要一种进行AVO和／或AVA分析的方法，在这种方法中，可得到勘探面元中的趋势信息。

发明概述

本发明的一个目的是解决上述问题。

因此，按照本发明的一个方面，就是提供了一种方法。

一种用于从三维地震勘探数据组中产生一个共中心点记录道面元的方法，所述那些记录道的每一个都具有与之相伴随的一个炮点位置和一个接收器位置，该方法包含：从上述数据中选排许多具有一个共同参考点的记录道，由此，确定一个共参考点面元，并由此使所述许多记录道中的每一个都具有与之相伴随的偏移距；

对上述共参考点面元的这许多记录道指定一个坐标系，其中，那些坐标与和那些记录道相伴随的炮点位置和接收器位置关联在一起，其中，可由这些坐标确定炮点与接收器之间连线的偏移距和指向，由此确定了一组指定了坐标的记录道；以及

将所述那组指定了坐标的记录道组织成一组具有规则数量的记录道的面元。

一种用于从三维地震勘探数据组中产生一个共中心点记录道面元的方法，所述那些记录道的每一个都具有与之相伴随的一个炮点位置和一个接收器位置，该方法包含：

从上述数据中选排许多具有一个共中心点的记录道，由此，确定一个共中心点面元，并且，由此使所述许多记录道中的每一个都具有与之相伴随的偏移距；

对在上述共中心点面元中的许多记录道指定一个笛卡尔坐标系，使得第一个轴平行于一条接收器线，而第二个轴平行于一条发射线，其中，使得那些坐标与和所述那些记录道相伴随的炮点位置和接收器位置结合在一起，并且，其中，从所述那些坐标，可确定偏移距以及炮点与接收器之间连线的指向，由此，确定了一组指定了坐标的记录道，其中，许多组指定了坐标的记录道具有相同的坐标；以及

将许多具有上述相同坐标的记录道相加。

一种为对在三维地震数据窗口中的那些记录道的反射特性进行分析提供有用数据组的方法，该方法包含：

使得所述那些记录道进入那些共参考点面元，其中，那些共参考点面元中的记录道代表来自具有各种方位的炮点—接收器对的那些记录；

以一个表面拟合在上述窗口中组成面元的那些记录道的数据；

对所述表面指定一个坐标系，其中，所述坐标系与所述数据的勘探几何形状有关。

一种为对在三维地震数据窗口中的那些记录道中间的反射特性变化进行分析提供有用数据组的方法，其中，所述那些记录道具有指定给它们的一个反射点，并且，其中那些记录道代表来自具有各种方位角的炮点—炮点对的那些记录，该方法包含：

对许多记录道指定一个偏移距值；

以一个具有一个长轴和一个短轴的、基本上是圆锥形的表面拟合在上述窗口中的那些记录道的数据；其中，

所述圆锥的长轴代表了具有反射特性最小变化的方位指向，而

所述圆锥的短轴代表了具有反射特性最大变化的方位指向；

对所述表面指定一个坐标系，其中，该坐标系与上述数据的勘探几何形状有关；以及

将反射特性的变化作为偏移距和方位的函数加以比较。

附图说明

为了更完整地了解本发明以及它的进一步的优点，结合附图参照下述详细说明来作进一步的说明，在附图中：

图1是用于采集地震数据的一个勘探实例的一幅视图。

图2是用于采集地震数据的一个勘探实例的一幅视图。

图3是从图2的勘探中所形成的那些面元中的记录道的一幅图。

图4是图3的那些面元之一的一幅图。

图5是图2所示勘探中的那些面元中的记录道的一组蜘蛛状的图。

图6是图5的那些蜘蛛状图之一的视图。

图7是分成四个象限的、图5的一幅蜘蛛状图。

图8是图5的一幅蜘蛛状图，其中，相对的图加到一起。

图9是一幅数据图。

图10是一幅典型数据图。

图11是一幅典型数据图。

不过，要注意的是，附图只是说明了本发明的典型实施例，由此，不应该认为是限制了本发明的范围，本发明可包含其它那些同样有效的实施例。

本发明典型实施例的详细说明

按照本发明的一个方面，提供了一种用于从三维地震勘探数据组产生一个共中心点记录道的面元的方法，所述这些记录道中的每一个都具有与之相伴随的一个炮点位置和一个接收器位置。所述方法包含从上述数据选排具有一个共中心点的许多记录道，由此确定了一个共中心点面元(例如，面元BN1—BN9中的任何一个)，而且，由此，这些记录道中的每一个都具有一个与之相伴随的偏移距。在图5中，以蜘蛛状图的形式显示了图3的那些记录道中的每一个，在所述蜘蛛状图中，显示了与每一个记录道相伴随的偏移距及方位。用代表记录道的线条的长度来表示偏移距，并用所述线条的角度来表示方位。图6显示了图5的那些CMP面元中的一个，如从图6中所见到的那样，给所述CMP面元中的那些记录道指定一个坐标系。在这个例子中，每个坐标面元，有一种两个记录道的常数重叠。这样，从所指定的坐标，就能确定在炮点和接收器之间连线的偏移距和方向，并且确定了一组指定了坐标的记录道。

在所显示的典型实施例中，许多组指定了坐标的记录道具有相同的坐标。在这个例子中，采集的几何形状导致了向每一共纵测线／共横测线面元提供两个记录道，并且，按照本发明的另一个实施例，将这样的一些信号相加以提高信噪比。然而，在另些实施例中，每个记录道将有单独的一组坐标(也就是说，每一坐标面元有一个单独的记录道)，而且不会出现相加的情况。还应该注意的是，在图6的例子中，指定了一个笛卡尔坐标系。不过，其它的坐标系也是可接受的，这取决于CMP面元的图形和重叠。

现在，参照图7，图6的坐标面元分成四个象限(Ⅰ—Ⅳ)。业已发现，对于许多采集的几何形状来说，相对象限Ⅰ和Ⅲ以及Ⅱ和Ⅳ的那些射线路径是相同的。在所示出的几何图形中，对于相对的那些象限来说，源位置和接收器位置是相反的。因此，如从图8中所见到的那样，在本发明的一个实施例中，重叠了笛卡尔坐标面元对象，这使得相对的象限相加，并产生了共纵测线／共横测线面元，且增加了重叠次数(这里是四个)。应该了解，在本发明的一个实施例中，笛卡尔坐标具有一个平行于接收器线的第一根轴以及一个平行于炮点线的第二根轴；而按照本发明的另一个实施例，笛卡尔坐标具有一个平行于炮点线的第一根轴以及一个平行于接收器线的第二根轴。

按照本发明的另一个方面，提供了一种用于产生数据组的方法，这种方法用于进行在各记录道当中反射特性(例如，振幅、频率、相位)变化的分析。按照这一方面，业已发现，相同反射点的反射特性是变化的，这取决于所探测的射线路径。在某些实施例中，通过比较用于检测反射波至的炮点和接收器之间的偏移距的变化来分析上述变化；而在其它一些实施例中，上述变化是作为所述波至的反射角的函数来进行比较的。在任何情况下，对于地震数据，都认为是从地下相同的位置反射的。事实上，地震数据代表了不同的偏移距或入射角。在一个卷中的这样的一个点中，都有一个指定给它们的共同的参考点，而那些记录道代表了来自具有各种方位角的炮点—接收器对的记录。因此，按照本发明这一方面的一个实施例，上述方法包含：以一个表面拟合窗口中的记录道数据，并给所述表面指定一个坐标系，其中，所述坐标系与数据的勘探几何形状有关。业已发现，在上述数据当中的反射特性变化的第一级内插对于许多用途是足够的，尽管更高级的内插也能满足需要。

现在参照图9，如两维AVA分析领域中众所周知的那样，可计算一条“最佳拟合”线，这条线具有y轴代表窗口内记录道的振幅、x轴代表反射角、以及代表振幅随入射角变化的斜率。然而，到目前为止，还没有使用过三维AVA或AVO，这部分地是因为没有能力提供方位信息并减少重叠中的不一致性。不过，按照本发明的一个实施例，还是能够进行三维分析的。

如从图10中所见到的那样，对拟合于图8的面元中记录道振幅的表面所作的第一级近似是一个圆锥，这采用了非线性最小二乘法。在各向异性对振幅响应有影响的情况下，上述圆锥将扭曲成一个椭圆锥，这个椭圆锥具有半短轴“a”和半长轴“b”(图11)。按照这个实施例，半长轴沿最小梯度的方位排列，而半短轴沿最大梯度的方位排列。因此，图11是一个例子，在这个例子中，圆锥的长轴代表在反射特性中具有最小梯度的方位指向，而圆锥的短轴代表在反射特性中具有最大梯度的方位指向。在其他一些实施例中，这个约定反过来。还应该注意的是，在刚说明过的方法的一个实施例中，共同的参考点包含一个共中心点；而在应用了倾角时差或偏移算法的一些实施例中，共同的参考点包含一个共反射点。

在任何情况下，按照本发明的另一个方面，将已经指定给许多记录道的那些偏移距的值和在窗口中的那些记录道之间的反射特性的变化作为偏移距和方位的函数来进行比较。在一个例子中，反射特性又一次包含了振幅。然而，在其它的一些实施例中，频率和／或相位也是所分析的反射特性。再按照另外的一些实施例，瞬时振幅、瞬时频率和／或瞬时相位也看作方位角的函数。

还有，在某些实施例中，所分析的振幅特性是p—波振幅，而在其它一些实施例中，所分析的特性包含s—波振幅。按照还有的另外一些实施例，分析p—波和s—波的相位和频率特性。

还有，按照本发明的另外一些实施例，可得到的方位信息用来观察贯穿整个勘探的反射特性行为趋势。例如，在一个实施例中，比较了CMP面元的AVO响应。这样，一般说来，提供了记录道的多个面元的一个数据组，其中，在所述面元中的许多记录道具有指定给它们的一个共同的参考点，其中那些记录道代表来自具有各种方位的炮点—接收器对的那些记录。在每一个面元中，一个表面拟合于在窗口中的那些记录道的数据；给许多表面指定一个坐标系；并且，连结相邻面元的那些表面。

只是借助于举例的方式提供了上述那些实施例，如所附的权利要求书所确定的那样，本领域普通技术人员会举出一些可供选择的实施例而不背离本发明的构思。

Claims (43)

1、一种用于从一组三维地震勘探数据中产生共中心点记录道的、一种面元的方法，每一个所述的记录道具有一个炮点位置和一个与之相伴随的接收器位置，所述方法包含：

从上述数据选排许多具有一个共同参考点的记录道，由此确定一个共参考点面元，并由此使上述许多记录道中的每一个都具有与之相伴随的偏移距；

对上述共参考点面元中的这许多记录道指定一个坐标系，其中，那些坐标与那些记录道所伴随的炮点位置和接收器位置关联在一起，其中，可由这些坐标确定炮点和接收器之间连线的偏移距和指向，由此确定一组指定了坐标的记录道；以及

将上述那组指定了坐标的记录道组织成具有规则数量记录道面元。

2、如权利要求1所述的一种方法，其特征在于许多组指定了坐标的记录道具有相同的坐标。

3、如权利要求2所述的一种方法，其特征在于进一步包含将许多具有相同坐标的记录道相加。

4、如权利要求1所述的一种方法，其特征在于每一个记录道具有一组唯一的坐标。

5、如权利要求1所述的一种方法，其特征在于至少两组指定了坐标的记录道具有不同的坐标，并且来自一个共同的接收器—炮点位置，而且进一步包含将所述至少两组指定了坐标的记录道相加。

6如权利要求1所述的一种方法，其特征在于上述坐标系是笛卡尔坐标系。

7、如权利要求6所述的一种方法，其特征在于所述笛卡尔坐标系具有一个平行于接收器线的第一根轴和一个平行于炮点线的第二根轴。

8、如权利要求6所述的一种方法，其特征在于所述笛卡尔坐标系具有一个平行于炮点线的第一根轴和一个平行于接收器线的第二根轴。

9、如权利要求6所述的一种方法，其特征在于所述笛卡尔坐标系具有一个平行于接收器线的第一根轴和一个平行于炮点线的第二根轴。

10、如权利要求1所述的一种方法，其特征在于上述共参考点包含一个共中心点。

11、如权利要求1所述的一种方法，其特征在于上述共参考点包含一个共反射点。

12、一种用于从一组三维地震勘探数据中产生共中心点记录道的面元的方法，每一个所述的记录道具有与之相伴随的一个炮点位置和一个接收器位置，所述方法包含：

从上述数据选排许多具有一个共中心点的记录道，由此确定一个共中心点面元，并且由此使上述许多记录道中的每一个都具有与之相伴随的偏移距；

对上述共中心点面元中的这许多记录道指定一个笛卡尔坐标系，所述坐标系具有一个平行于一条接收器线的第一根轴和一个平行于一条炮点线的第二根轴，其中那些坐标与那些记录道所伴随的炮点位置和接收器位置关联在一起，其中，可由这些坐标确定炮点和接收器之间连线的偏移距和指向，由此确定一组指定了坐标的记录道；其中，多组指定了坐标的记录道具有相同的坐标；以及

将具有相同坐标的许多记录道相加。

13、一种提供数据组的方法，该数据组用于进行三维地震数据窗口中的记录道的反射特性分析，所述方法包含：

使上述那些记录道成为共参考点面元，其中，那些共参考点面元中的记录道代表来自具有各种方位的炮点—接收器对的那些记录；

以一个表面拟合上述窗口中组成面元的那些记录道的数据；

对所述表面指定一个坐标系，其中，所述坐标系与上述数据的勘探几何形状有关。

14、如权利要求13所述的一种方法，其特征在于上述表面代表上述数据当中反射特性变化的一种第一级内插。

15、如权利要求13所述的一种方法，其特征在于上述共参考点包含一个共中心点。

16、如权利要求13所述的一种方法，其特征在于上述共参考点包含一个共反射点。

17、如权利要求13所述的一种方法，其特征在于上述表面包含具有一个长轴和一个短轴的一个圆锥。

18、如权利要求17所述的一种方法，其特征在于上述圆锥的长轴代表反射特性中具有最小变化的方位指向。

19、如权利要求18所述的一种方法，其特征在于上述圆锥的短轴代表反射特性中具有最大变化的方位指向，而且其中所述半长轴的长度与所述半短轴的长度不同。

20、如权利要求13所述的一种方法，进一步包含：

给许多记录道指定一个偏移距的值，以及

将反射特性的变化作为偏移距和方位角的函数作比较。

21、如权利要求20所述的一种方法，其特征在于上述反射特性包含振幅。

22、如权利要求21所述的一种方法，其特征在于上述反射特性包含p—波振幅。

23、如权利要求21所述的一种方法，其特征在于上述反射特性包含s—波振幅。

24、如权利要求20所述的一种方法，其特征在于上述反射特性包含频率。

25、如权利要求24所述的一种方法，其特征在于上述反射特性包含p—波频率。

26、如权利要求24所述的一种方法，其特征在于上述反射特性包含s—波频率。

27、如权利要求20所述的一种方法，其特征在于上述反射特性包含相位。

28、如权利要求27所述的一种方法，其特征在于上述反射特性包含p—波相位。

29、如权利要求27所述的一种方法，其特征在于上述反射特性包含s—波相位。

30、如权利要求13所述的一种方法，进一步包含：

给许多记录道指定一个反射角，以及

将反射特性的变化作为反射角和方位角的函数作比较。

31、如权利要求30所述的一种方法，其特征在于上述反射特性包含振幅。

32、如权利要求31所述的一种方法，其特征在于上述反射特性包含p—波振幅。

33、如权利要求31所述的一种方法，其特征在于上述反射特性包含s—波振幅。

34、如权利要求30所述的一种方法，其特征在于上述反射特性包含频率。

35、如权利要求34所述的一种方法，其特征在于上述反射特性包含p—波频率。

36、如权利要求30所述的一种方法，其特征在于上述反射特性包含s—波频率。

37、如权利要求30所述的一种方法，其特征在于上述反射特性包含相位。

38、如权利要求37所述的一种方法，其特征在于上述反射特性包含p—波相位。

39、如权利要求37所述的一种方法，其特征在于上述反射特性包含s—波相位。

40、如权利要求13所述的一种方法，进一步包含：

提供由记录道的多个面元构成的数据组，其中，在所述面元中的许多记录道都具有指定给它们的一个共参考点，并且，其中所述那些记录道代表来自具有各种方位角的炮点—接收器对的那些记录；

在许多面元中，以一个表面拟合上述窗口中的那些记录道的数据，

给许多上述表面指定一个坐标系；以及

将相邻的所述那些表面连结在一起。

41、如权利要求40所述的一种方法，其特征在于

所述拟合包含使一个圆锥拟合于这些数据，

其中，上述圆锥具有一个半长轴和一个半短轴，

其中，上述半长轴的长度取决于在第一个方向上的反射特性变化的梯度，

上述半短轴的长度的长度取决于第二个方向上的反射特性变化的梯度，

所述连结包含确定在那些记录道的许多面元之间的反射特性变化趋势，

在一个单独的面元中的许多记录道与在该单独的面元中的其它那些记录道具有一个共同的参考点，

上述趋势取决于许多面元的短轴和长轴。

42、一种提供数据组的方法，该数据组用于进行三维地震数据窗口中的记录道的反射特性分析，其中，所述那些记录道具有一个指定给它们的反射点，并且其中所述那些记录道代表来自具有各种方位角的炮点—接收器对的那些记录，所述方法包含：

给许多记录道指定一个偏移距的值；

以一个具有一个长轴和一个短轴的、基本上是圆锥形的表面拟合上述窗口中的那些记录道的数据；其中：

上述圆锥的长轴代表反射特性中具有最小变化的方位指向，而

上述圆锥的短轴代表反射特性中具有最大变化的方位角的指向；

给所述表面指定一个坐标系，其中，所述坐标系与上述数据的勘探几何形状有关；以及

将反射特性的变化作为偏移距和方位角的函数作比较。

43、如权利要求42所述的一种方法进一步包含：

提供记录道的多个面元一个数据组，其中，在所述面元中的许多记录道具有一个共反射点，并且，其中所述那些记录道代表来自具有各种方位角的炮点—接收器对的那些记录；

在许多面元中，以一个表面拟合上述窗口中的那些记录道的数据，

给许多上述表面指定一个坐标系；以及

将相邻的所述那些表面连结在一起。

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